開放水槽の側面の小さな孔から水が流出する。自由表面は孔より 5 m 上にある。損失を無視して、孔での噴流速度 v を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
解答つき連続の式とベルヌーイワークシート
1.やさしい
h = 5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
水が、直径 150 mm の管の太い部分を 2 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 100 mmv1 = 2 m/s
Q = L/s
3.ふつう
水が、200 mm から 100 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 240 kPa、流速は 1.5 m/s である。損失を無視して、細い部分の圧力 p2 を求めよ。
d1 = 200 mmd2 = 100 mmp1 = 240 kPav1 = 1.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
大きな開放水槽から、直径 20 mm の刃形オリフィスを通って水が流出する。水位はオリフィスより 4.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.63 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 20 mmh = 4.5 mCd = 0.63g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
内径 50 mm のホースで開放水槽から水をサイホンで吸い出す。ホースの最高点 C は水面より 2.5 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 1 m 下にある。損失を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 流量 Q を求めよ。
d = 50 mmzC = +2.5 mz2 = −1 mg = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 90 kPa の圧縮空気がある。水面より 1.5 m 下にある直径 25 mm の孔から、水が大気中に流出する。損失を無視して、次を求めよ 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 90 kPa (ゲージ圧)h = 1.5 md = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. v = 9.905 m/s
- 2. Q = 35.34 L/s
- 3. p2 = 223.1 kPa
- 4. Q = 1.86 L/s
- 5. Q = 8.697 L/s
- 6. v = 14.47 m/s
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。